(57)【要約】非ランベルト配光の光源を採用した場合であっても、照明光学系と光源との間の距離変動に伴う照度の変化を抑制する。光源２は、法線１ｎまでの距離Ｄ２と試料面１までの距離Ｄ１とが等しく、かつ、配光主軸２ｘが、光源２を通る試料面１の法線である法線２ｎに対して所定のオフセット角（δ）だけ傾けて配置されている。オフセット角（δ）は、配光主軸２ｘに対して４５°−δの角度における非ランベルト配光の変化率が、ランベルト配光の配光主軸に対して４５°の角度における変化率に等しくなる角度に設定されている。
2011142107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非ランベルト配光で面発光する光源を備え、測定対象となる試料面の法線から４５°の角度で前記試料面を照明する照明光学系であって、
前記光源は、前記光源の発光面の法線までの距離と前記試料面を含む平面までの距離とが実質的に等しく、かつ、前記光源の発光面に垂直な配光主軸が、前記試料面の法線に対して所定のオフセット角だけ傾けて配置され、
前記オフセット角は、前記試料面が前記試料面の法線の方向に変動したときの前記試料面での照度の変化を抑制する角度を持つ照明光学系。
【請求項２】
前記オフセット角（δ）は、前記配光主軸に対して４５°−δの角度における光源の配光の変化率が、ランベルト配光の配光主軸に対して４５°の角度における変化率に実質的に等しくなる角度に設定されている請求項１記載の照明光学系。
【請求項３】
前記オフセット角は、前記発光面の法線と前記光源とを含む入射面内の角度である請求項１の照明光学系。
【請求項４】
前記オフセット角は、前記光源による初期位置の前記試料面の照度に対する、前記試料面の法線の方向への変位が想定され得る最大値になったときの前記試料面の照度の変化を最小にする角度である請求項１記載の照明光学系。
【請求項５】
前記光源は、前記試料面の法線の方向を中心とする円周上に配列された複数の光源である請求項１記載の照明光学系。
【請求項６】
前記試料面と前記光源との間に配置された平面鏡を更に備え、
前記光源は、前記試料面の法線の方向に配光主軸を一致させて配置され、非ランベルト配光で面発光する実光源と、前記平面鏡の反射面に対して対称な光源像とを含み、
前記平面鏡は、前記光源像の発光面に垂直な配光主軸が、前記試料面の法線の方向から前記オフセット角だけ傾くように配置されている請求項１記載の照明光学系。
【請求項７】
前記オフセット角は、前記光源像による初期位置の前記試料面の照度に対する、前記試料面の法線の方向への変位が想定され得る最大値になったときの前記試料面の照度の変化を最小にする角度である請求項６記載の照明光学系。
【請求項８】
前記平面鏡は、前記反射面が、前記光源像と前記実光源の発光面の法線とを含む入射面に直交し、前記試料面の法線に対してδ／２だけ傾けて配置され、
前記試料面と前記実光源との間の距離をＤとすると、前記反射面の中心から前記実光源の発光面の法線までの距離は、前記反射面の中心から前記試料面までの距離に等しく、かつ、Ｄ／（ｃｏｔ（４５°−δ）＋１）である請求項６記載の照明光学系。
【請求項９】
前記平面鏡は、前記反射面が、前記光源像から前記試料面の測定領域に向かう全光束の前記反射面上の入射域よりも大きい請求項６記載の照明光学系。
【請求項１０】
前記平面鏡は、前記実光源の発光面の法線を中心に複数配置される請求項６記載の照明光学系。
【請求項１１】
前記実光源は、方位に応じて異なる配光を有し、
各平面鏡は、前記実光源の対応する方位の配光に応じて前記オフセット角が設定されている請求項１０記載の照明光学系。
【請求項１２】
前記光源は、配光が異なる複数の波長帯の光を照射し、
前記オフセット角は、複数の配光のうち、前記配光主軸への偏りが最大となる配光にオフセット角が設定される請求項１記載の照明光学系。
【請求項１３】
前記光源は、白色発光ダイオードであり、
前記白色発光ダイオードは、
青色発光ダイオードと、
前記青色発光ダイオードからの放射光で励起される１種類以上の蛍光材とを含む請求項１記載の照明光学系。
【請求項１４】
請求項１記載の照明光学系と、
前記照明光学系の前記光源が前記試料面を照明したときの反射光を、前記試料面の法線の方向から受光する受光光学系と、
前記受光光学系が受光した反射光に基づいて、前記試料面の反射特性を測定する分光部とを備える反射特性測定装置。
【請求項１５】
測定対象となる試料面の法線の方向から４５°の角度で前記試料面を照明し、前記試料面での反射光を前記試料面の法線の方向から受光し、前記試料面の反射特性を測定するための照明方法であって、
非ランベルト配光で面発光する光源を、前記光源の発光面の法線までの距離と前記試料面を含む平面までの距離とが実質的に等しくなるように配置する第１工程と、
前記光源の発光面に垂直な配光主軸を、前記試料面の法線に対して所定のオフセット角（δ）だけ傾けて配置する第２工程とを備え、
前記オフセット角は、前記試料面が前記試料面の法線の方向に変動したときの前記試料面での照度の変化を抑制する角度を持つ照明方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の色サンプルの反射特性を測定する反射特性測定装置、その反射特性測定装置を用いた照明方法、及びその反射特性測定装置に用いられる照明光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラープリンタなどの印刷色の校正は、用紙に印刷された色調及び濃度の異なる多数（例えば数百）の色サンプルの可視波長帯（４００−７００ｎｍ）の分光反射特性を測定し、その測定値と各色サンプルの基準値とのずれに基づいて行われる。色サンプルの分光反射特性の測定方法としては、対法線角（試料面の法線からの角度）を４５°にして、全方位又は多数の方位から試料面を照明し、法線方向の反射光を受光する、いわゆる４５°ａ：０°ジオメトリ（ａ：ａｎｎｕｌａｒ）や４５°ｃ：０°ジオメトリ（ｃ：ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ）が推奨されている。この測定方法は、試料面の傾き及び異方性の影響を抑制することができるという特徴を有している。【０００３】
通常のスポット測定用の反射特性測定装置で多数の色サンプルを測定すると、時間及び手間がかかる。そのため、一次元的に配列された２０〜４０の色サンプルを走査することで、各色サンプルの分光反射特性を順次に取得することができる自動走査型の反射特性測定装置が採用されるのが一般的である。【０００４】
また、自動走査型の反射特性測定装置は、カラープリンタに内蔵されたものも存在する。カラープリンタに内蔵された自動走査型の反射特性測定装置は、色サンプルが二次元的に配列された印刷物をカラープリンタに搬送させ、１列の色サンプルを一次元走査して１列の色サンプルの分光反射特性を測定することを繰り返し、多数の色サンプルの分光反射特性を取得する。【０００５】
カラープリンタに内蔵された反射特性測定装置の場合、搬送や走査に伴って、照明光学系と試料面との間の距離変動が避けられない。そして、照明光学系と試料面との間の距離が変動すると、試料面の照度が不安定となって測定誤差が生じてしまう。そのため、反射特性測定装置では、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う照度の変化を抑制することが要求されている。【０００６】
そこで、特許文献１及び特許文献２に示す反射特性測定装置が知られている。図１２は、特許文献１及び特許文献２に示す反射特性測定装置の構成図である。図１２に示す反射特性測定装置は、ランベルト配光の光源２を備えている。そして、光源２は、配光主軸２ｘが試料面１の中心Ｏを通る試料面１の法線１ｎに平行に配置されている。また、光源２は、法線１ｎまでの距離Ｄ１と、試料面１までの距離Ｄ２とが等しくＤとなるように配置されている。【０００７】
これによって、試料面１の中心Ｏは、光源２からの放射光のうち、対主軸角（配光主軸２ｘからの角度）θがθ＝４５°の光束成分２ａによって照明され、試料面１の反射光の法線方向の光束成分１ａが受光光学系５を経て分光部６に入射して分光反射特性が測定される。【０００８】
ここで、光源２と試料面１との間の距離Ｄ２（＝Ｄ）がＤ＋ｄに変化し、光源２と試料面１の中心Ｏとの間の距離ＬがＬ´に変化し、角θが変化したとする。距離ＬはＤ／ｓｉｎ（θ）で表される。また、照度Ｉは、距離Ｌの二乗に反比例する。そのため、照度Ｉはｓｉｎ２（θ）に比例する。【０００９】
一方、光源２が角θで放射する光束密度はｃｏｓ（θ）に比例する。また、試料面１に入射角（法線１ｎからの角度）θで入射する光束密度もｃｏｓ（θ）に比例する。したがって、光束成分２ａの試料面１での照度Ｉ（θ）はｓｉｎ２（θ）・ｃｏｓ２（θ）に比例する。結局、照度Ｉ（θ）は、ｓｉｎ２（２θ）に比例するため、Ｋを比例定数とすると、式（１）で表される。【００１０】
Ｉ（θ）＝Ｋ・ｓｉｎ２（θ）・ｃｏｓ２（θ）＝Ｋ・ｓｉｎ２（２θ）    （１）【００１１】
ｓｉｎ２（２θ）はθ＝４５°で極大となり、微分係数が０となるので、θの変化、つまり、距離Ｄの変化に対する試料面１の照度Ｉ（θ）の変化率は、θ＝４５°近辺で最小になる。【００１２】
図１３は、ランベルト配光と、実際の白色ＬＥＤの４５０ｎｍの波長帯の配光Ｐ＿４５０と、６００ｎｍの波長帯の配光Ｐ＿６００とのそれぞれにおける距離Ｄの変位ｄに対する照度の変化を示したグラフである。【００１３】
図１３では、距離Ｄは、Ｄ＝２０ｍｍとされ、変位ｄは、ｄ＝−０．３５ｍｍ〜＋０．３５ｍｍの範囲とされている。図１３において、縦軸は、照度の変化を示し、Ｄ２＝Ｄのときの照度Ｉ（θ）に対する、Ｄ２＝Ｄ＋ｄのときの照度Ｉ（θ´）の比を示している。また、横軸は変位ｄを示している。また、◇で表されるグラフはランベルト配光の場合を示し、□で表されるグラフは配光Ｐ＿６００の場合を示し、△で表されるグラフは配光Ｐ＿４５０の場合を示している。【００１４】
ランベルト配光の場合、ｄ＝０．２ｍｍの変動に対し照度の変化は０．０１％と低く抑えられていること分かる。【００１５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、光源２がランベルト配光（コサイン配光）の光を放射することを前提にしている。そのため、ランベルト配光以外の非ランベルト配光の光源２を採用すると、変位ｄに対して照度が大きく変化するという問題が生じる。特に、配光主軸２ｘに偏っている配光ほど、変位ｄに対する照度の変化は顕著になる。【００１６】
図１４は、光源２として、青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤの放射光で励起される蛍光材とを含む白色ＬＥＤを採用した場合における、配光Ｐ＿４５０と配光Ｐ＿６００とを示すグラフである。図１４において、△で表されたグラフは配光Ｐ＿４５０を示し、□で表されたグラフは配光Ｐ＿６００を示している。また、図１４において、放射状に引かれた直線は角度を示し、半径方向は光の相対強度を示している。【００１７】
図１４に示すように、配光Ｐ＿６００は、ほぼ真円であり、ランベルト配光に近い。一方、配光Ｐ＿４５０は、ランベルト配光よりも配光主軸の方向（０°の方向）に偏っている。【００１８】
そのため、図１３の△で示すように配光Ｐ＿４５０は、ｄ＝０．２ｍｍの距離変動に対し、１％程度も照度が変化していることが分かる。したがって、特許文献１、２の反射特性測定装置において、上記の白色ＬＥＤを光源２として採用すると、ｄ＝０．２ｍｍの距離変動で短波長帯に１％程度の照度変化が発生し、それによって反射特性測定値にも誤差が生じるという問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】ＵＳＰ７３６５８４３号公報
【特許文献２】ＵＳＰ７４３３０４１号公報
【特許文献３】特開２００８−２９８５７９号公報
【発明の概要】
【００２０】
本発明の目的は、非ランベルト配光の光源を採用した場合であっても、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う照度の変化を抑制する技術を提供することである。
【００２１】
本発明の一局面による照明光学系は、非ランベルト配光で面発光する光源を備え、測定対象となる試料面の法線から４５°の角度で前記試料面を照明する照明光学系であって、前記光源は、前記光源の発光面の法線までの距離と前記試料面を含む平面までの距離とが実質的に等しく、かつ、前記光源の発光面に垂直な配光主軸が、前記試料面の法線に対して所定のオフセット角だけ傾けて配置され、前記オフセット角は、前記試料面が前記試料面の法線の方向に変動したときの前記試料面での照度の変化を抑制する角度を持つ。
【００２２】
本発明の別の一局面による反射特性装置は、上記の照明光学系と、前記照明光学系の前記光源が前記試料面を照明したときの反射光を、前記試料面の法線の方向から受光する受光光学系と、前記受光光学系が受光した反射光に基づいて、前記試料面の反射特性を測定する分光部とを備える。
【００２３】
本発明の更に別の一局面による照明方法は、測定対象となる試料面の法線の方向から４５°の角度で前記試料面を照明し、前記試料面での反射光を前記試料面の法線の方向から受光する反射特性を測定するための照明方法であって、非ランベルト配光で面発光する光源を、前記光源の発光面の法線までの距離と前記試料面を含む平面までの距離とが実質的に等しくなるように配置する第１工程と、前記光源の発光面に垂直な配光主軸を、前記試料面の法線に対して所定のオフセット角（δ）だけ傾けて配置する第２工程とを備え、前記オフセット角は、前記試料面が前記試料面の法線の方向に変動したときの前記試料面での照度の変化を抑制する角度を持つ。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１による反射特性測定装置の構成図である。
【図２】ランベルト配光と４５０ｎｍの波長帯の配光とのそれぞれにおける、試料面の変位に対する照度の変化を示したグラフである。
【図３】４５０ｎｍの波長帯の配光と６００ｎｍの波長帯の配光とのそれぞれにおける、オフセット角に対する照度変化率を示したグラフである。
【図４】実施の形態２の光源として採用された白色ＬＥＤの構成図である。
【図５】配光Ｐ＿４５０の最適なオフセット角を光源のオフセット角として設定した場合の配光Ｐ＿４５０及び配光Ｐ＿６００の試料面の変位に対する照度の変化を示したグラフである。
【図６】図４に示す白色ＬＥＤを光源として用いた場合の、分光分布である。
【図７】本発明の実施の形態３による反射特性測定装置の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態４による反射特性測定装置の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態４における平面鏡の大きさを説明するための図である。
【図１０】（Ａ）は、本発明の実施の形態５における反射特性測定装置の構成図を示し、（Ｂ）は、実施の形態５における光源の構成図である。
【図１１】実施の形態５による光源の分光分布である。
【図１２】特許文献１及び特許文献２に示す反射特性測定装置の構成図である。
【図１３】ランベルト配光と、４５０ｎｍの波長帯の配光と、６００ｎｍの波長帯の配光とのそれぞれにおける距離Ｄの変位に対する照度の変化を示したグラフである。
【図１４】光源として、青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤの放射光で励起される蛍光材とを含む白色ＬＥＤについて実測した４５０ｎｍの波長帯の配光と６００ｎｍの波長帯の配光とを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による反射特性測定装置の構成図である。なお、以下に示す実施の形態１〜５において、同一のものは説明を省略する。図１に示すように、反射特性測定装置は、試料面１、光源２、受光光学系５、及び分光部６を備えている。本実施の形態では光源２が照明光学系を構成する。この照明光学系は、試料面１の中心Ｏを通る試料面１の法線１ｎから４５°の角度で試料面１を照明する照明光学系である。
【００２６】
光源２は、発光面に垂直な配光主軸２ｘに偏った配光２ｄを有する非ランベルト配光で面発光する光源である。光源２は、法線１ｎまでの距離Ｄ１と試料面１までの距離Ｄ２とが実質的に等しく、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄである。光源２は、入射面内で、配光主軸２ｘが、法線２ｎに対して所定のオフセット角δだけ傾けて設置されている。そして、光源２は、法線１ｎからの角度（対法線角）が４５°の光束成分２ａで試料面１を照明する。入射面は、法線１ｎと光源２の発光域の中心とを含む面であり、図１では紙面に一致する。法線２ｎは、光源２の発光域の中心を通る試料面１の法線である。
【００２７】
照明された試料面１の反射光の法線成分１ａは、受光光学系５を経て分光部６に入射し、４５°：０°ジオメトリが実現されている。分光部６は入射した光の分光特性を測定し、図略の演算処理部に出力する。演算処理部は、分光部６で測定された分光特性に対し、公知の方法を用いて、試料面１の分光反射率係数及び色彩値を求める。
【００２８】
ここで、光束成分２ａが法線２ｎとなす角θは４５°に等しいが、配光主軸２ｘが法線２ｎからオフセット角δだけ傾いているため、光束成分２ａの対主軸角φは、φ＝θ−δ＝４５°−δとなる。なお、対主軸角φは、光束成分２ａの配光主軸２ｘに対する角度である。
【００２９】
配光２ｄをＰ（φ）で表すと、オフセット角δは、対主軸角φ＝４５°−δでの配光Ｐ（φ）の変化率ｄＰ／ｄφ（＝ｄＰ／ｄθ）が、ランベルト配光ＰＬ（θ）＝ｃｏｓ（θ）の対主軸角が４５°での変化率ｄＰＬ／ｄθ＝−ｓｉｎ（θ）に等しくなるように設定されている。つまり、オフセット角δは、式（２）を満たすように設定されている。
【００３０】
ｄＰ／ｄθφ＝４５°−δ＝ｄＰＬ／ｄθθ＝４５°＝−ｓｉｎ（θ）θ＝４５°    （２）
【００３１】
したがって、式（３）に示すように、φ＝４５°−δの近傍（φ≒４５°−δで表す）のＰ（φ）はθ＝４５°の近傍（θ≒４５°で表す）のＰＬ（θ）＝ｃｏｓ（θ）に比例するとおける。
【００３２】
Ｐ（φ）φ≒４５°−δ∝ｃｏｓ（θ）θ≒４５°    （３）
【００３３】
ここで、距離Ｄ２がＤ＋ｄに変化し、光源２と試料面１の中心Ｏとの距離ＬがＬ´に、角θがθ´に変化したとする。距離Ｌは、Ｌ＝Ｄ／ｓｉｎ（θ）であり、光束密度は距離Ｌの二乗に反比例するため、試料面１に入射角θで入射する光束密度Ａ１はｓｉｎ２（θ）に比例する（Ａ１＝ａ１・ｓｉｎ２（θ））。試料面１に入射角θで入射する光束密度Ａ２は、ｃｏｓ（θ）に比例する（Ａ２＝ａ２・ｃｏｓ（θ））。
【００３４】
前述のように、光源２が対主軸角φで射出する光束密度Ａ３は、φ＝４５°−δの近傍、つまり、θ＝４５°の近傍ではｃｏｓ（θ）に比例する（Ａ３＝ａ３・ｃｏｓθ）。したがって、光束成分２ａによる試料面１の照度Ｉ（θ）は、θ＝４５°近傍では、Ａ１・Ａ２・Ａ３に比例し、Ｋ・ｓｉｎ２（θ）・ｃｏｓ２（θ）で表される。
【００３５】
したがって、距離Ｄ２がＤ＋ｄに変化し、光源２と試料面１の中心Ｏとの距離ＬがＬ´に、角θがθ´に変化したときの、光束成分２ａによる試料面１での照度Ｉ（θ）は、近似的に式（１）で表される。
【００３６】
よって、ｄＰ／ｄθφ＝４５°−δ＝ｄＰＬ／ｄθθ＝４５°となるようにδを設定すれば、特許文献１及び２の方法と同一の理由により、距離Ｄ２の変化に対する試料面１の照度Ｉ（θ）の変化率は、θ＝４５°の近傍で最小にすることができる。
【００３７】
図２は、オフセット角δが設定された後のランベルト配光と４５０ｎｍの波長帯の配光Ｐ＿４５０とのそれぞれにおける、変位ｄに対する照度の変化を示したグラフである。図２では、距離Ｄは、Ｄ＝２０ｍｍとされ、変位ｄは、ｄ＝−０．３５ｍｍ〜＋０．３５ｍｍとされている。
【００３８】
図２において、縦軸は、照度の変化を示し、Ｄ２＝Ｄのときの照度Ｉ（θ）に対する、Ｄ２＝Ｄ＋ｄのときの照度Ｉ（θ´）の比を示している。また、横軸は試料面１の変位ｄを示している。また、◇で表されるグラフはランベルト配光の場合を示し、△で表されるグラフは配光Ｐ＿４５０の場合を示している。
【００３９】
図２に示すように、配光Ｐ＿４５０は、照度の変化がｄに対してほぼ平坦となっており、ランベルト配光と遜色のないレベルまで照度の変化が抑制されていることが分かる。
【００４０】
以下、オフセット角δの具体的な設定方法について説明する。光束成分２ａの対主軸角φは、配光２ｄの配光主軸２ｘが法線２ｎからオフセット角δだけ傾いているため、φ＝θ−δとなる。配光２ｄをＰ（φ）で表すと、その対主軸角φの光束成分の光束密度はＰ（φ）＝Ｐ（θ−δ）となる。従って、光束成分２ａで照明される試料面１の照度Ｉ（θ，δ）は、式（１）の右辺のｃｏｓ（θ）の１つをＰ（φ）＝Ｐ（θ−δ）に置き換えた式（４）で表される。
【００４１】
Ｉ（θ，δ）＝Ｋ・ｓｉｎ２（θ）・ｃｏｓ（θ）・Ｐ（θ−δ）    （４）
【００４２】
オフセット角δをある値に設定したときに、ｄ＝０、つまり、θ＝４５°での照度Ｉ（４５°，δ）は、Ｋ・ｓｉｎ２（４５°）・ｃｏｓ（４５°）・Ｐ（４５°−δ）で表される。距離Ｄ１の変位ｄが想定され得る最大値（ｄ´）になったときの角θをθ´とすると、照度Ｉ（θ´，δ）は、Ｋ・ｓｉｎ２（θ´）・ｃｏｓ（θ´）・Ｐ（θ´−δ）で表される。
【００４３】
ここで、照度Ｉ（４５°，δ）に対する照度Ｉ（θ´，δ）の比を照度変化率Ｒ（δ）と定義する。すると、Ｒ（δ）は式（５）で表される。
【００４４】
Ｒ（δ）＝Ｉ（θ´，δ）／Ｉ（４５°，δ）＝（ｓｉｎ２（θ´）・ｃｏｓ（θ´）・Ｐ（θ´−δ））／（ｓｉｎ２（４５°）・ｃｏｓ（４５°）・Ｐ（４５°−δ））  （５）
【００４５】
式（５）から分かるように、Ｒ（δ）＝１の場合、照度の変化はない。したがって、Ｒ（δ）＝１となるようなδを求めればよい。具体的には、所定のピッチでδを変化させて照度変化率Ｒ（δ）を求めてゆき、Ｒ（δ）が１に最も近いδをオフセット角δとして設定すればよい。
【００４６】
これにより、オフセット角δは、光源２による初期位置の試料面１の中心Ｏにおける照度に対する、試料面１の法線１ｎ方向への変位が想定され得る最大値になったときの中心Ｏの照度の変化を最小にする角度に設定される。
【００４７】
図３は、４５０ｎｍの波長帯の配光Ｐ＿４５０と６００ｎｍの波長帯の配光Ｐ＿６００とのそれぞれにおける、オフセット角δに対するｄＲ（δ）（＝Ｒ（δ）−１）を示したグラフである。なお、図３では、距離Ｄは、Ｄ＝２０ｍｍとされ、変位ｄはｄ＝０〜０．２ｍｍとされている。変位ｄを０〜０．２ｍｍとした場合、角θは４４．７°〜４５°の範囲で変動するため、照度変化率Ｒ（δ）＝Ｉ（４４．７°，δ）／Ｉ（４５°，δ）で表される。
【００４８】
図３において、縦軸は照度変化率の変化分Ｒ（δ）−１＝ｄＲ（δ）を示し、横軸はオフセット角δを示している。また、図３において、△で表すグラフは配光Ｐ＿４５０のｄＲ（δ）を示し、□で表すグラフは配光Ｐ＿６００のｄＲ（δ）を示し、×で表すグラフは配光Ｐ＿４５０のｄＲ（δ）と配光Ｐ＿６００のｄＲ（δ）との差分ｄｄＲ（δ）を表している。
【００４９】
図３のグラフにおいて、ｄＲ（δ）＝０のとき、照度変化率Ｒ（δ）＝１となる。よって、ｄＲ（δ）＝０とするδがオフセット角となる。図３の例では、配光Ｐ＿４５０は、δ≒２７°でｄＲ（δ）＝０となっている。したがって、オフセット角δはδ＝２７°となる。
【００５０】
なお、図３の測定において、配光Ｐ＿４５０，Ｐ＿６００としては、例えば所定間隔（例えば５°）刻みで配光Ｐ＿４５０，Ｐ＿６００を実測し、実測値を補間したものを用いても良い。また、配光Ｐ（φ）の近似関数をＰ（φ）＝ｃｏｓ（ｋ・φ）とし、パラメータフィッティングによりｋを求め、得られた配光Ｐ（φ）を用いてもよい。この場合、所定間隔（例えば５°）刻みで配光Ｐ＿４５０，Ｐ＿６００を実測し、得られた実測値に対して、例えば最小二乗法等を用いて、０°〜４５°の範囲で最もフィットする定数ｋを求めればよい。
【００５１】
変位が正負均等に生じる場合、式（５）から求めたオフセット角δは、一般に、式（２）から求めたオフセット角δよりも大きい。特に配光Ｐ（φ）がランベルト配光から大きく乖離している場合、式（５）から求めたオフセット角δと式（２）から求めたオフセット角δとの差が大きくなる。図１３に示すように、想定する変位ｄが増大するにつれて照度変化率Ｒ（δ）も大きくなり、配光Ｐ（φ）とランベルト配光との照度変化率Ｒ（δ）の差も大きくなる。
【００５２】
光源２に対して設定したオフセット角δが最適なオフセット角δ＿ｏｐより大きい場合、対主軸角φ（＝４５°−δ）は最適なオフセット角δ＿ｏｐを設定した場合の対主軸角φ＿ｏｐより小さくなる。そして、対主軸角φは、対主軸角φ＿ｏｐより小さい方が好ましい。したがって、式（５）の手法は、式（２）の手法に比べ、オフセット角δが大きくなるため、より好ましいオフセット角δを求めることができる。
【００５３】
（実施の形態２）
実施の形態２における反射特性測定装置は、図１の反射特性測定装置において、光源２として、高効率かつ長寿命の白色ＬＥＤを用いたことを特徴とする。本実施の形態では、白色ＬＥＤとして、４５０ｎｍ近傍の放射光を放射する青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤの放射光で励起され、６００ｎｍを中心とする波長帯の蛍光を放射する蛍光材と含む白色ＬＥＤを採用する。この白色ＬＥＤは、高効率かつ低価格であるという特徴を有している。
【００５４】
図４は、本実施の形態の光源２として採用された白色ＬＥＤの構成図である。図４に示す白色ＬＥＤは、ＬＥＤチップ２ｃ、レジン２ｒ、及びパッケージ２ｐを含む。ＬＥＤチップ２ｃは、４５０ｎｍを中心とする半値幅２０ｎｍ程度の放射光を放射する青色ＬＥＤにより構成されている。レジン２ｒは、チップ２ｃの表面に塗布され、その内部に分散する粉末状の蛍光物質が、ＬＥＤチップ２ｃの放射光の一部によって励起され、６００ｎｍを中心とする半値幅１５０ｎｍ程度の波長帯の蛍光を放射する。パッケージ２ｐは、透明であり、レジン２ｒで拡散されたＬＥＤチップ２ｃの放射光と、レジン２ｒの蛍光との双方を放射する。
【００５５】
図６は、図４に示す白色ＬＥＤを光源２として用いた場合の、分光強度分布を示している。図６において、縦軸は相対強度を示し、横軸は波長を示している。
【００５６】
図６に示すように、白色ＬＥＤの分光強度分布は４３０ｎｍ以下で殆ど強度がないことが分かる。図４に示すように、レジン２ｒが放射する蛍光の配光２ｆはランベルト配光であるが、拡散されたＬＥＤチップ２ｃの放射光の配光２ｄは、ランベルト配光より配光主軸に偏っていて、非ランベルト配光であることが多い。つまり、白色ＬＥＤは波長帯に応じて配光が異なっている。
【００５７】
このように１つの光源２が波長帯ごとに異なる配光をもつ場合、配光主軸２ｘへの偏りが最も大きい配光について設定されるオフセット角δを光源２のオフセット角δとして設定すればよい。これにより、距離Ｄ２の変化に対する照度の変化を全波長帯に亘って最適に抑制できる。図４の光源２を備える反射特性測定装置では、配光２ｄについて設定されるオフセット角δを光源２のオフセット角δとして設定すればよい。この理由は、以下の２点で説明される。
【００５８】
（１）図３に示すように、ランベルト配光に近い配光ほどオフセット角δのずれに対する照度変化率の変化は小さくなる。そのため、ランベルト配光に近い配光は、光源２に対して設定したオフセット角δが、自身の最適なオフセット角δ＿ｏｐからずれても、照度変化率の変化は小さい。一方、ランベルト配光から大きくずれた配光は、光源２に対して設定したオフセット角δが、自身の最適なオフセット角δ＿ｏｐからずれた場合の照度変化率の変化は大きくなる。
【００５９】
（２）光源２に対して設定したオフセット角δが、ある配光Ｐ１（φ）の最適なオフセット角δ＿ｏｐ１よりも小さい場合（δ＜δ＿ｏｐ１）、配光Ｐ１（φ）の対主軸角φ（＝４５°−δ）は大きくなる。また、光源２に対して設定したオフセット角δが配光Ｐ１（φ）の最適なオフセット角δ＿ｏｐ１よりも大きい場合（δ＞δ＿ｏｐ）、配光Ｐ１（φ）の対主軸角φは小さくなる。
【００６０】
配光Ｐ１（φ）の変化率ｄＰ１／ｄφは、対主軸角φが大きくなるにつれて増大する傾向にある。したがって、光源２に対して設定したオフセット角δが、配光Ｐ１（φ）の最適なオフセット角δ＿ｏｐ１より小さいと、配光Ｐ１（φ）の対主軸角φが大きくなるため、配光Ｐ１（φ）の変化率ｄＰ１／ｄφがランベルト配光ＰＬ（θ）の変化率ｄＰＬ／ｄθから大きく乖離する。
【００６１】
一方、光源２に対して設定したオフセット角δが配光Ｐ１（φ）の最適なオフセット角δ＿ｏｐ１より大きいと、対主軸角φが小さくなるため、配光Ｐ１（φ）の変化率Ｐ１／ｄφがランベルト配光ＰＬ（θ）の変化率ｄＰＬ／ｄθから大きく乖離しない。
【００６２】
複数の配光の中で、配光主軸への偏りが最も大きい配光ＰＸ（φ）の最適なオフセット角δ＿ｏｐｘは最も大きい。そのため、光源２のオフセット角δをδ＿ｏｐｘに設定すると、他の配光ＰＹ（φ）の対主軸角φは、配光ＰＹ（φ）に対して最適なオフセット角δ＿ｏｐｙを設定した場合の対主軸角φ＿ｙよりも小さくなる。
【００６３】
そのため、複数の配光のうち、配光主軸への偏りが最も大きい配光ＰＸ（Ｘ）の最適なオフセット角δ＿ｏｐｘを光源２のオフセット角δとして設定することが好ましい。
【００６４】
図５は、配光Ｐ＿４５０の最適なオフセット角δ＿４５０を光源２のオフセット角δとして設定した場合の配光Ｐ＿４５０及び配光Ｐ＿６００の変位ｄに対する照度の変化を示したグラフである。図５において縦軸は照度変化率Ｒ（δ）を示し、横軸は変位ｄを示している。
【００６５】
図１３に示す配光Ｐ＿４５０のグラフに比べ、図５では、オフセット角δがδ＿４５０に設定されているため、配光Ｐ＿４５０のグラフが平坦となり、変位ｄに対する照度の変化率が小さくなっていることが分かる。また、図５では、配光Ｐ＿６００のグラフもほぼ平坦であり、変位ｄに対する照度の変化率が全体としても低く抑えられていることが分かる。
【００６６】
このように、配光Ｐ＿６００に比べて配光主軸２ｘへの偏りが大きい配光Ｐ＿４５０に対して最適なオフセット角δ＿４５０を光源２のオフセット角δとして設定することで、両配光において、変位ｄに対する照度の変化を抑制することができる。
【００６７】
配光Ｐ＿４５０と配光Ｐ＿６００との変位ｄに対する照度の変化率の差は、分光反射率係数の波長帯間の差となる。そして、分光反射率係数から求められる色差値では、しばしばこの差が増幅されるため、波長帯間のｄＲ（δ）の差ｄｄＲを小さくすることの意味は大きい。
【００６８】
本実施の形態では、図４に示すように配光２ｄ，２ｆと２つの配光が存在するため、配光２ｄ，２ｆのそれぞれについて、実施の形態１と同様にして照度変化率Ｒ（δ）を求め、配光主軸への偏りが大きな配光２ｄの最適オフセット角δ＿ｏｐｄを光源２に設定するオフセット角δとすればよい。
【００６９】
図３の例では、配光Ｐ＿４５０のグラフはδ＝２７°のときに横軸と交差しているため、δ＝２７°に設定される。但し、前述のように配光Ｐ＿４５０，Ｐ＿６００の差であるｄｄＲは色差値誤差の原因となる。したがって、色彩値誤差を重視する場合は、ｄｄＲが小さくなるように２７°より大きい角度を光源２のオフセット角δとして設定することが好ましい。
【００７０】
（実施の形態３）
図６に示すように白色ＬＥＤの分光強度分布は、可視光の波長帯（４００−７００ｎｍ）において２つのピークを有し、両端付近では強度が低い。特に、４３０ｎｍ以下の短波長帯では殆ど強度がない。
【００７１】
印刷色の校正では、可視光の全波長帯の分光強度分布が求められる。そこで、実施の形態４では、短波長帯の強度をカバーするために、白色ＬＥＤに加えて紫色ＬＥＤが併用されている。
【００７２】
また、図１の反射特性測定装置では一方位からしか照明されてないので、試料面１が傾いた場合や非等方性をもつ場合、照明の方位によって測定値が変動する虞がある。これらに対応するため、実施の形態３では、光源２を複数配置した。
【００７３】
図７は、本発明の実施の形態３による反射特性測定装置の構成図を示し、（Ａ）は上面視からの光源２の配置を示し、（Ｂ）は側面視からの反射特性測定装置の構成を示している。
【００７４】
本実施の形態では、試料面１から距離Ｄ離れた試料面１と平行な面内において、法線１ｎを中心とする半径Ｄの円周上に６０度間隔で配置された６つの光源２１〜２６を備えている。光源２１，２３，２５は、白色ＬＥＤであり、光源２２，２４，２６は紫色ＬＥＤにより構成されている。つまり、本実施の形態では、白色ＬＥＤと紫色ＬＥＤとが交互に配置されている。
【００７５】
白色ＬＥＤ及び紫色ＬＥＤはそれぞれ配光が異なるため、最適なオフセット角δ１，δ２も異なる。光源２１，２３，２５は、それぞれ、配光主軸２１ｘ，２３ｘ，２５ｘが法線１ｎに対してオフセット角δ１だけ傾けて配置される。光源２２，２４，２６は、それぞれ、配光主軸２２ｘ，２４ｘ，２６ｘが法線１ｎに対してオフセット角δ２だけ傾けて配置される。
【００７６】
光源２１，２３，２５は、白色ＬＥＤであるため、上述した配光Ｐ＿４５０について設定されるオフセット角δが光源２１，２３，２５のオフセット角δ１として設定される。
【００７７】
光源２２，２４，２６は、紫色ＬＥＤであるため、紫色ＬＥＤの配光を式（５）に代入して照度変化率Ｒ（δ２）を求め、実施の形態１と同様にしてオフセット角δ２を求めればよい。
【００７８】
この反射特性測定装置によれば、可視光の波長帯（４００−７００ｎｍ）の全てをカバーし、かつ、可視光の全波帯に亘って、変位ｄに伴う照度の変化を抑制できる。更に、白色ＬＥＤと紫色ＬＥＤとがそれぞれ３方位から試料面１を照明するため、試料面１の傾きや非等方性の影響を受けにくい４５°ｃ：０°ジオメトリ（ｃ：ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ）を実現することができる。
【００７９】
なお、実施の形態３において、ある光源が複数の配光をもつ場合は、実施の形態２と同様、配光主軸への偏りが最大の配光に対して設定されるオフセット角δをその光源のオフセット角δとして設定すればよい。
【００８０】
（実施の形態４）
実施の形態４の反射特性測定装置は、１つの光源１２を備え、この光源１２からの放射光を複数の平面鏡３で反射させて試料面１の中心Ｏを照明することを特徴とする。
【００８１】
図８は、本発明の実施の形態４による反射特性測定装置の構成図であり、（Ａ）は側面視からの構成図であり、（Ｂ）は上面視からの平面鏡３の配置であり、（Ｃ）は１つの平面鏡３に注目した場合の構成図である。
【００８２】
光源１２（実光源の一例）は、面発光で発光する非ランベルト配光の光源であり、発光面に直交する配光１２ｄの配光主軸１２ｘが法線１ｎに一致させて配置されている。平面鏡３は、試料面１と光源１２との間に、法線１ｎを対称軸として軸対称に複数配置されている。
【００８３】
平面鏡３は、それぞれ光源１２の対主軸角φの光束成分１２ａをその反射面３ａで反射して中心Ｏに導く。これにより、中心Ｏは、複数の方位から対法線角が４５°の光束成分１２ａにより照明される。
【００８４】
本実施の形態では、配光１２ｄが非ランベルト配光である。そのため、平面鏡３は、その反射面３ａによる光源１２の光源像１２´を通る試料面１の法線２ｎに対して、光源像１２´の配光主軸１２´ｘが所定のオフセット角δだけ傾くように配置されている。光源像１２´は、平面鏡３の反射面３ａに対して光源１２と線対称な仮想的な光源である。
【００８５】
オフセット角δは、実施の形態１と同様、配光主軸１２´ｘに対して４５°−δの角度における光源１２の配光の変化率が、ランベルト配光の配光主軸に対して４５°の角度における変化率に実質的に等しくなる角度に設定されている。
【００８６】
なお、オフセット角δは実施の形態１、２と同一の手法を採用して設定すればよい。反射鏡４は、法線１ｎ上であって、光源１２と中心Ｏとの間の所定の位置に配置され、試料面１の反射光の法線成分１ａの光路をほぼ９０°変更する。反射光は受光光学系５を経て分光部６に入射し分光特性が測定され、図略の演算処理部に出力される。演算処理部は、分光部６により測定された分光特性から、公知の方法を用いて試料面１の分光反射率係数及び色彩値を求める。これにより、４５°ｃ：０°ジオメトリ（ｃ：ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ）の照明光学系が実現されている。
【００８７】
図８（Ｃ）に示すように、平面鏡３は、反射面３ａが、光源像１２´と法線１ｎとを含む入射面に直交し、反射面３ａの中心Ｏ３を通る試料面１の法線３ｎに対してδ／２だけ傾けて配置されている。
【００８８】
試料面１及び光源１２間の距離をＤ３とすると、反射面３ａの中心Ｏ３から法線１ｎまでの距離ｄ３は、反射面３ａの中心Ｏ３から試料面１までの距離ｄ３に等しく、ｄ３＝Ｄ３／（ｃｏｔ（４５°−δ）＋１）である。
【００８９】
図８（Ｃ）から明らかなように、光源像１２´は、試料面１への入射角４５°の光軸１２´ａ上にあって、法線１ｎからの距離と、試料面１からの距離とが共にｄ４となる位置に配置されている。
【００９０】
図８では、平面鏡３は１６枚存在する。そのため、試料面１は、１６個の光源像１２´で照明されるが、各光源像１２´の配光主軸１２´ｘがオフセット角δだけ傾けて配置されているため、距離Ｄ３の変動が発生しても照度の変化が抑えられる。
【００９１】
本実施の形態では１つの光源１２を用いて４５°ｃ：０°ジオメトリを実現しているため、複数の光源を用いて４５°ｃ：０°ジオメトリを実現する場合に比べて、光束の利用効率が高く、低消費電力、低発熱、及び低コストといった効果を得ることができる。また、本実施の形態において光源１２として白色ＬＥＤを採用し、特開２００８−２９８５７９号公報に示す白色校正を行う場合、光源１２が１つであるため、１つの光源のみの順電圧をモニタすればよくなり、構成の簡素化を図ることができる。
【００９２】
光束の利用効率は平面鏡３の個数が多いほど高くなるが、本実施の形態では、照度が光源１２と試料面１との間の距離の二乗に反比例することが前提となっている。したがって、平面鏡３は、光源１２から試料面１の測定領域１ｆに向かう全光束を反射する大きさを持つ必要がある。
【００９３】
図９は、本実施の形態における平面鏡３の大きさを説明するための図である。図９では、上面視からの平面鏡３が示されている。図９に示すように、平面鏡３は、反射面３ａの光源像１２´から試料面１の測定領域１ｆに向かう全光束の反射面３ａ上の照射域よりも大きく設定されている。つまり、平面鏡３の上面視の幅Ｗは、光源像１２´の上面視における領域１２´＿Ｄと測定領域１ｆの最外郭とを結ぶ２つの光線が、反射面３ａに交差する２点の幅ｌ１より大きな値に設定されている。平面鏡３の側面視の幅も上面視の幅Ｗと同様に、側面視における最外郭の２光線と反射面３ａとの交点の幅よりも大きな値に設定されている。よって、本実施の形態では、平面鏡３の枚数は、幅Ｗが幅ｌ１より小さくならないような枚数に制限されている。
【００９４】
（実施の形態５）
実施の形態５の反射特性測定装置は、実施の形態４の反射特性測定装置において、光源１２が、青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤの放射光により励起され、蛍光を放射する蛍光材とを備える白色ＬＥＤと、紫色ＬＥＤとで構成されていることを特徴とする。
【００９５】
図１０（Ａ）は、実施の形態５における反射特性測定装置の構成図を示し、図１０（Ｂ）は、実施の形態５における光源１２の構成図を示している。
【００９６】
図６に示すように、白色ＬＥＤの分光強度分布は４３０ｎｍ以下で殆ど強度がないため、これでは可視光の全波長帯（４００−７００ｎｍ）の反射特性を求めることができない。そこで、図１０（Ｂ）に示す構成を採用した。
【００９７】
図１０（Ｂ）に示すように光源１２は、紫色ＬＥＤ１２＿ｖ及び白色ＬＥＤ１２＿ｗを備えている。紫色ＬＥＤ１２＿ｖは、白色ＬＥＤ１２＿ｗに対向して配置され、紫色の放射光Ｌ＿ｖを放射し、白色ＬＥＤ１２＿ｗを照射する。
【００９８】
白色ＬＥＤ１２＿ｗは、表面にレジン１２ｒが塗布されたＬＥＤチップ１２ｃ及びＬＥＤチップ１２ｃを収納するパッケージ１２ｐを備えている。
【００９９】
ＬＥＤチップ１２ｃは、４５０ｎｍを中心とする半値幅２０ｎｍ程度の青色の光を放射する。レジン１２ｒは、粉末状の蛍光物質及び散乱物質を含み、粉末状の蛍光物質がＬＥＤチップ１２ｃからの放射光の一部で励起され、６００ｎｍを中心とする半値幅１５０ｎｍ程度の波長帯の蛍光を放射する。ＬＥＤ放射光の他の部分はレジン１２ｒで拡散される。したがって、図１１に示すように白色ＬＥＤ１２＿ｗは、青色の放射光と蛍光とからなる白色の拡散放射光ＬＡを放射する。
【０１００】
また、レジン１２ｒは、紫色の放射光Ｌ＿ｖを、蛍光物質と散乱物質とにより散乱反射し、配光１２ｇの拡散光として再放射する。
【０１０１】
レジン１２ｒに含まれる散乱物質としては、散乱性を高めるという観点から、例えば酸化チタン粉末を採用することが好ましい。
【０１０２】
図１１は、実施の形態５による光源１２の分光分布を示している。図１１において、縦軸は相対強度を示し、横軸は波長（ｎｍ）を示している。
【０１０３】
図１１に示すように、ＬＥＤチップ１２ｃからは、白色の拡散放射光ＬＡと、紫色の放射光Ｌ＿ｖの散乱反射光ＬＢとが放射されている。散乱反射光ＬＢは、白色の拡散放射光ＬＡではカバーされていない、４３０ｎｍ以下の波長帯の光である。なお、ＬＢ´は、紫色の放射光Ｌ＿ｖによる蛍光を示している。
【０１０４】
したがって、図１０（Ｂ）の光源１２は、分光分布は可視光の全波長帯（４００−７００ｎｍ）をカバーすることができる。また、本実施の形態では、平面鏡３は、図１０（Ａ）に示すように配置されている。その結果、可視光の全波長帯に亘って、照明光学系と試料面１との間の距離が変動しても照度の変化を抑えることができる。また、１つの白色ＬＥＤ１２＿ｗと、１つ紫色のＬＥＤ１２＿ｖとからなる光源１２が採用されているため、複数方位の光束を１つの光源１２で試料面１に導くことで、４５°ｃ：０°ジオメトリの反射特性測定装置が構成されている。そのため、高効率かつ低コストな反射特性測定装置を提供することができる。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、拡散放射光ＬＡに含まれる青色の放射光及び蛍光による２つの配光１２ｄ，１２ｆと、散乱反射光ＬＢによる１つの配光１２ｇとの合計３つの配光が含まれている。したがって、３つの配光のうち配光主軸への偏りが最大となる配光に対するオフセット角δを光源１２のオフセット角δとして設定すればよい。
【０１０６】
なお、１つの光源１２を用いた場合、光源１２から放射される光の方位によって配光が異なることもある。この場合、各平面鏡３に、対応する方位の配光に応じたオフセット角δを設定すればよい。
【０１０７】
上記実施の形態の技術的特徴は以下のようにまとめることができる。
【０１０８】
（１）上記の照明光学系は、非ランベルト配光で面発光する光源を備え、測定対象となる試料面の法線から４５°の角度で前記試料面を照明する照明光学系であって、前記光源は、前記光源の発光面の法線までの距離と前記試料面を含む平面までの距離とが実質的に等しく、かつ、前記光源の発光面に垂直な配光主軸が、前記試料面の法線に対して所定のオフセット角だけ傾けて配置され、前記オフセット角は、前記試料面が前記試料面の法線の方向に変動したときの前記試料面での照度の変化を抑制する角度を持つ。
【０１０９】
この構成によれば、ＬＥＤ等の非ランベルト配光の光源を用いても、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う試料面の照度の変化を抑制することができる。また、この照明光学系を反射特性測定装置に適用すると、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う試料面の分光反射率係数の誤差や、分光反射率係数から算出される色彩値の誤差を抑制することができる。
【０１１０】
（２）前記オフセット角（δ）は、前記配光主軸に対して４５°−δの角度における光源の配光の変化率が、ランベルト配光の配光主軸に対して４５°の角度における変化率に実質的に等しくなる角度に設定されていることが好ましい。
【０１１１】
この構成によれば、ＬＥＤ等の非ランベルト配光の光源を用いても、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う試料面の照度の変化を抑制することができる。
【０１１２】
（３）前記オフセット角は、前記発光面の法線と前記光源とを含む入射面内の角度であることが好ましい。
【０１１３】
この構成によれば、配光主軸が入射面に含まれ、オフセット角が入射面内に設定されているため、オフセット角の設定が容易になる。
【０１１４】
（４）前記オフセット角は、前記光源による初期位置の前記試料面の照度に対する、前記試料面の法線の方向への変位が想定され得る最大値になったときの前記試料面の照度の変化を最小にする角度であることが好ましい。
【０１１５】
この構成によれば、照明光学系と試料面との間の距離変動が想定し得る距離の範囲内で変動したとしても、試料面の照度の変化を最小にすることができる。また、この照明光学系を反射特性測定装置に適用すると、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う試料面の分光反射率係数の誤差や、分光反射率係数から算出される色彩値の誤差を抑制することができる。
【０１１６】
（５）前記光源は、前記試料面の法線の方向を中心とする円周上に配列された複数の光源であることが好ましい。
【０１１７】
この構成によれば、４５°ｃ：０°ジオメトリで試料面を照射するため、試料面の傾きや異方性が測定値に与える影響を抑制することができる。
【０１１８】
（６）前記試料面と前記光源との間に配置された平面鏡を更に備え、前記光源は、前記法線の方向に配光主軸を一致させて配置され、非ランベルト配光で面発光する実光源と、前記平面鏡の反射面に対して対称な光源像とを含み、前記平面鏡は、前記光源像の発光面に垂直な配光主軸が、前記試料面の法線から前記オフセット角だけ傾くように配置されていることが好ましい。
【０１１９】
この構成によれば、試料面の法線の方向に配光主軸が一致するように配置された非ランベルト配光を持つ実光源から放射された光を平面鏡で反射させて、４５°の角度で試料面を照射する照明光学系であっても、実光源及び試料面間の距離変動による試料面の照度の変化を抑制することができる。
【０１２０】
（７）前記オフセット角は、前記光源像による初期位置の前記試料面の照度に対する、前記試料面の法線の方向への変位が想定され得る最大値になったときの前記試料面の照度の変化を最小にする角度であることが好ましい。
【０１２１】
この構成によれば、光源及び試料面間の距離変動が想定し得る距離範囲内で変動したときの、試料面の照度の変化を最小にすることができる。また、この照明光学系を反射特性測定装置に適用すると、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う試料面の分光反射率係数の誤差や、分光反射率係数から算出される色彩値の誤差を抑制することができる。
【０１２２】
（８）前記平面鏡は、前記反射面が、前記光源像と前記実光源の発光面の法線とを含む入射面に直交し、前記試料面の法線に対してδ／２だけ傾けて配置され、前記試料面と前記実光源との間の距離をＤとすると、前記反射面の中心から前記実光源の発光面の法線までの距離は、前記反射面の中心から前記試料面までの距離に等しく、かつ、Ｄ／（ｃｏｔ（４５°−δ）＋１）であることが好ましい。
【０１２３】
この構成によれば、平面鏡が上記のように配置されているため、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う試料面の照度の変化を抑制することができる。
【０１２４】
（９）前記平面鏡は、前記反射面が、前記光源像から前記試料面の測定領域に向かう全光束の前記反射面上の入射域よりも大きいことが好ましい。
【０１２５】
この構成によれば、光源像から試料面に到達する全光束を反射することができる。その結果、試料面の照度を光源像及び試料面間の距離の二乗に厳密に比例させることができ、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う試料面の照度の変化を理論どおりに抑制することができる。
【０１２６】
（１０）前記平面鏡は、前記実光源の発光面の法線を中心に複数配置されることが好ましい。
【０１２７】
この構成によれば、実光源の発光面の法線を中心に複数の平面鏡が配列されているため、試料面の傾きや異方性の影響を受けにくい４５°ｃ：０°ジオメトリの照明光学系を構成することができる。また、１つの光源で複数方位の光束を用いて試料面を照明することができ、光束の利用効率を高めることができる。そのため、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う照度の変化をより小さくすることができると共に、低消費電力、低発熱、及び低コストを実現することができる。
【０１２８】
（１１）前記実光源は、方位に応じて異なる配光を有し、各平面鏡は、前記実光源の対応する方位の配光に応じて前記オフセット角が設定されていることが好ましい。
【０１２９】
この構成によれば、方位によって異なる配光をもつ非ランベルト光源を用いても、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う試料面の照度変化を抑制することができる。
【０１３０】
（１２）前記光源は、配光が異なる複数の波長帯の光を照射し、前記オフセット角は、複数の配光のうち、前記配光主軸への偏りが最大となる配光にオフセット角が設定されることが好ましい。
【０１３１】
この構成によれば、波長帯に応じて複数の配光を放射する光源を採用した場合であっても、複数の配光のうち、配光主軸への偏りが最大となる配光に設定されるオフセット角で光源のオフセット角が設定されるため、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う照射面の照度の変化を全波長に亘って最小にすることができる。
【０１３２】
（１３）前記光源は、白色発光ダイオードであり、前記白色発光ダイオードは、青色発光ダイオードと、前記青色発光ダイオードからの放射光で励起される１種類以上の蛍光材とを含むことが好ましい。
【０１３３】
この構成によれば、青色発光ダイオードと、青色発光ダイオードからの放射光で励起される１種類以上の蛍光材とを含む白色ＬＥＤを用いた場合であっても、照明光学系と照射面との間の距離変動に伴う照射面の照度の変化を最小にすることができる。また、このような白色ＬＥＤは低コスト、かつ、高効率であるため、消費電力及び発熱を抑制することができ、低コストな照明光学系を構成することができる。また、光源が長寿命となり、光源の交換間隔を広げてサービスコストを下げることができる。特に、この照明光学系が適用された反射特性測定装置をカラープリンタに実装した場合におけるメリットを高めることができる。
【０１３４】
（１４）上記の反射特性測定装置は、上記の照明光学系と、前記照明光学系の前記光源が前記試料面を照明したときの反射光を、前記試料面の法線の方向から受光する受光光学系と、前記受光光学系が受光した反射光に基づいて、前記試料面の反射特性を測定する分光部とを備える。
【０１３５】
この構成によれば、非ランベルト配光の光源を採用した場合であっても、照明光学系と試料面との間の距離変動に伴う試料面の照度の変化を抑制することができ、試料面の分光反射率係数の誤差や、分光反射率係数から算出される色彩値の誤差を抑制することができる。
【０１３６】
（１５）上記の反射特性測定装置を用いた照明方法は、測定対象となる試料面の法線から４５°の角度で前記試料面を照明し、前記試料面での反射光を前記法線の方向から受光し、前記試料面の反射特性を測定するための照明方法であって、非ランベルト配光で面発光する光源を、前記光源の発光面の法線までの距離と前記試料面を含む平面までの距離とが実質的に等しくなるように配置する第１工程と、前記光源の発光面に垂直な配光主軸を、前記試料面の法線に対して所定のオフセット角（δ）だけ傾けて配置する第２工程とを備え、前記オフセット角は、前記試料面が前記試料面の法線の方向に変動したときの前記試料面での照度の変化を抑制する角度を持つ。
【０１３７】
この構成によれば、（１）と同様の効果が得られる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年9月14日(2012.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非ランベルト配光で面発光する光源を備え、測定対象となる試料面の法線から４５°の角度で前記試料面を照明する照明光学系であって、
前記光源は、前記光源の発光面の法線までの距離と前記試料面を含む平面までの距離とが実質的に等しく、かつ、前記光源の発光面に垂直な配光主軸が、前記試料面の法線に対して所定のオフセット角だけ傾けて配置され、
前記オフセット角は、前記試料面が前記試料面の法線の方向に変動したときの前記試料面での照度の変化を抑制する角度を持つ照明光学系。
【請求項２】
前記オフセット角（δ）は、前記配光主軸に対して４５°−δの角度における光源の配光の変化率が、ランベルト配光の配光主軸に対して４５°の角度における変化率に実質的に等しくなる角度に設定されている請求項１記載の照明光学系。
【請求項３】
前記オフセット角は、前記発光面の法線と前記光源とを含む入射面内の角度である請求項１の照明光学系。
【請求項４】
前記オフセット角は、前記光源による初期位置の前記試料面の照度に対する、前記試料面の法線の方向への変位が想定され得る最大値になったときの前記試料面の照度の変化を最小にする角度である請求項１記載の照明光学系。
【請求項５】
前記光源は、前記試料面の法線の方向を中心とする円周上に配列された複数の光源である請求項１〜４のいずれかに記載の照明光学系。
【請求項６】
前記試料面と前記光源との間に配置された平面鏡を更に備え、
前記光源は、前記試料面の法線の方向に配光主軸を一致させて配置され、非ランベルト配光で面発光する実光源と、前記平面鏡の反射面に対して対称な光源像とを含み、
前記平面鏡は、前記光源像の発光面に垂直な配光主軸が、前記試料面の法線の方向から前記オフセット角だけ傾くように配置されている請求項１記載の照明光学系。
【請求項７】
前記オフセット角は、前記光源像による初期位置の前記試料面の照度に対する、前記試料面の法線の方向への変位が想定され得る最大値になったときの前記試料面の照度の変化を最小にする角度である請求項６記載の照明光学系。
【請求項８】
前記平面鏡は、前記反射面が、前記光源像と前記実光源の発光面の法線とを含む入射面に直交し、前記試料面の法線に対してδ／２だけ傾けて配置され、
前記試料面と前記実光源との間の距離をＤとすると、前記反射面の中心から前記実光源の発光面の法線までの距離は、前記反射面の中心から前記試料面までの距離に等しく、かつ、Ｄ／（ｃｏｔ（４５°−δ）＋１）である請求項６記載の照明光学系。
【請求項９】
前記平面鏡は、前記反射面が、前記光源像から前記試料面の測定領域に向かう全光束の前記反射面上の入射域よりも大きい請求項６記載の照明光学系。
【請求項１０】
前記平面鏡は、前記実光源の発光面の法線を中心に複数配置される請求項６記載の照明光学系。
【請求項１１】
前記実光源は、方位に応じて異なる配光を有し、
各平面鏡は、前記実光源の対応する方位の配光に応じて前記オフセット角が設定されている請求項１０記載の照明光学系。
【請求項１２】
前記光源は、配光が異なる複数の波長帯の光を照射し、
前記オフセット角は、複数の配光のうち、前記配光主軸への偏りが最大となる配光にオフセット角が設定される請求項１〜１１のいずれかに記載の照明光学系。
【請求項１３】
前記光源は、白色発光ダイオードであり、
前記白色発光ダイオードは、
青色発光ダイオードと、
前記青色発光ダイオードからの放射光で励起される１種類以上の蛍光材とを含む請求項１〜１２のいずれかに記載の照明光学系。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の照明光学系と、
前記照明光学系の前記光源が前記試料面を照明したときの反射光を、前記試料面の法線の方向から受光する受光光学系と、
前記受光光学系が受光した反射光に基づいて、前記試料面の反射特性を測定する分光部とを備える反射特性測定装置。
【請求項１５】
測定対象となる試料面の法線の方向から４５°の角度で前記試料面を照明し、前記試料面での反射光を前記試料面の法線の方向から受光し、前記試料面の反射特性を測定するための照明方法であって、
非ランベルト配光で面発光する光源を、前記光源の発光面の法線までの距離と前記試料面を含む平面までの距離とが実質的に等しくなるように配置する第１工程と、
前記光源の発光面に垂直な配光主軸を、前記試料面の法線に対して所定のオフセット角（δ）だけ傾けて配置する第２工程とを備え、
前記オフセット角は、前記試料面が前記試料面の法線の方向に変動したときの前記試料面での照度の変化を抑制する角度を持つ照明方法。
【国際調査報告】
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